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冷却不良によるジルカロイ被覆管破損の模擬実験とZrO2の変態温度通過時の酸化特性

研究課題

研究課題/領域番号 25289236
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 複合材料・表界面工学
研究機関秋田大学

研究代表者

金児 紘征  秋田大学, その他部局等, 名誉教授 (20006688)

研究分担者 福本 倫久  秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20343064)
原 基  秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50156494)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2014年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2013年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
キーワードジルカロイ / 水蒸気酸化 / 酸素センサー / 水素センサー / 酸素ポンプセンサー
研究成果の概要

福島原発事故で過酷事故に至る初期段階として、ジルカロイ被覆冠破損事故があった。それに関連し、ジルカロイ管の冷却水損失による損傷のシミュレーション実験とジルカロイの水蒸気酸化実験を行った。
ジリカロイ管内に核燃料の代わりに発熱体を挿入した実験系を組み立て、冷却水の不良状態を模擬し、水素センサーを用いて水素の発生状況を調べた。有効なシミュレーション実験になりうることを確認した。また、ジルカロイの水蒸気酸化過程を水素センサー、酸素センサーで調べた。発生水素の状況を詳細に追跡できた。算出した酸化量は熱重量とよく一致した。この結果から新しく導入したセンサー法は測定法として極めて有効であることを立証した。

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Analysis of Water Vapor Oxidation of Metals by Measuring the Partial Pressures of Hydrogen and Oxygen2016

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Fukumoto, Hiroshi Sonobe, Motoi Hara, Hiroyuki Kaneko
    • 雑誌名

      Oxidation of Metals

      巻: 84 ページ: 11-11

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 水素センサーおよび酸素センサーを用いた酸素を含む水蒸気雰囲気中でのジルカロイの水蒸気酸化挙動の検討2016

    • 著者名/発表者名
      福本倫久,園部 博,原 基,金児紘征
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: 80 ページ: 231-239

    • NAID

      130005138653

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Formation of the α-NiAl containing Hf by the Simultaneous Electrodeposition of Al and Hf using a Molten-Salt and the Cyclic Oxidation Behaviot2016

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Fukumoto, Ai Yokobori and Motoi Hara
    • 雑誌名

      Oxidation of Metals

      巻: 85 ページ: 17-28

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 水素センサーおよび酸素センサーを用いたジルカロイの水蒸気酸化過程における水素発生の検出と酸化増量の解析2015

    • 著者名/発表者名
      福本倫久、櫻庭拓也、原基、金児紘征
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: 79 号: 7 ページ: 362-371

    • DOI

      10.2320/jinstmet.J2015002

    • NAID

      130005084807

    • ISSN
      0021-4876, 1880-6880, 2433-7501
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 水素センサーおよび酸素センサーを用いたジルカロイの水蒸気酸化過程における水素発生の検出と酸化増量の解析2015

    • 著者名/発表者名
      福本倫久,櫻庭拓也,原 基,金児紘征
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: 7

    • NAID

      130005084807

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 水素センサーおよび酸素ポンプ・センサーを用いたNi基合金の水蒸気酸化挙動の検討2017

    • 著者名/発表者名
      福本倫久
    • 学会等名
      日本金属学会春季講演大会
    • 発表場所
      東京都立大学
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 水素センサーおよび酸素センサーを用いたNi-Cr 合金の水蒸気酸化挙動2016

    • 著者名/発表者名
      福本倫久
    • 学会等名
      日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 酸素ポンプ・センサーを用いる金属の高温酸化研究2016

    • 著者名/発表者名
      金児紘征
    • 学会等名
      日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 水素センサーおよび酸素センサーを用いたFe-Cr 合金の水蒸気酸化挙動2016

    • 著者名/発表者名
      福本倫久、赤堀昴太、園部博、原基、金児紘征
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      東京理科大学葛飾キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 900℃以下におけるジルカロイの水蒸気酸化過程の解析2016

    • 著者名/発表者名
      金児紘征、福本倫久、園部博、原基
    • 学会等名
      日本金属学会春期大会
    • 発表場所
      東京理科大学葛飾キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 酸素を少量含む水蒸気下でのジルカロイの酸化挙動の検討2015

    • 著者名/発表者名
      福本倫久、原基、金児紘征
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡市)
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 酸素ポンプ・センサーによる金属の水蒸気酸化過程の解析2015

    • 著者名/発表者名
      金児紘征、福本倫久、園部博、原基
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡市)
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 水素センサーおよび酸素センサーを用いたジルカロイの水蒸気酸化に及ぼす温度変化の検討2015

    • 著者名/発表者名
      福本倫久,原 基,金児紘征
    • 学会等名
      日本金属学会春季講演大会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 酸素を少量含む水蒸気中でのジルカロイの酸化挙動の検討2014

    • 著者名/発表者名
      福本倫久,原 基,金児紘征
    • 学会等名
      日本金属学会秋季講演大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 水素センサーおよび酸素センサーを用いたジルカロイの水蒸気酸化挙動の検討2014

    • 著者名/発表者名
      福本倫久,櫻庭拓也,原 基,金児紘征
    • 学会等名
      日本金属学会春季講演大会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2014-03-21 – 2014-03-23
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2018-03-22  

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